• 한국전자파학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.670-680
• /
• 2010

본 논문에서는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 이동단말기 탑재에 적합한 저 전력, 저 잡음 구조 개별 소자 (LNA, Mixer, VCO, frequency doubler, signal generator, down converter)들을 제안하고, 나아가 이를 하나의 칩으로 집적화 시킨 60 GHz 단일 칩 수신기 구조를 제안한다. 저전력화를 위해 current re-use 구조를 적용시킨 LNA의 경우, 11.6 mW 의 전력 소모 시, 56 GHz부터 60 GHz까지 측정된 잡음지수(NF)는 4 dB 이하이다. 저전력화를 위한 resistive mixer의 경우, Cgs의 보상 회로를 통하여 낮은 LO 신호 크기에서도 동작 가능하도록 하였다. -9.4dB의 변환 이득을 보여주며, 20 dB의 LO-RF isolation 특성을 가진다. Ka-band VCO는 4.99 mW 전력 소모 시측정된 출력 신호 크기는 27.4 GHz에서 -3 dBm이 되며, 26.89 GHz에서부터 1 MHz offset 기준으로 -113 dBc/Hz의 phase noise 특성을 보인다. 49.2 dB의 원신호 억제 효과를 보이는 Frequency Doubler는 총 전력 소모가 9.08 mW일 경우, -4 dBm의 27.1 GHz 입력 신호 인가 시 -53.2 dBm의 fundamental 신호(27.1 GHz)와 -4.45dBm의 V-band second harmonic 신호(54.2 GHz)를 얻을 수 있었으며, 이는 -0.45 dB의 변환 이득을 나타낸다. 60 GHz CMOS 수신기는 LNA, resistive mixer, VCO, frequency doubler, 그리고 drive amplifier로 구성되어 있으며, 전체 전력 소모는 21.9 mW이다. WLAN과의 호환 가능성을 위하여, IF(Intermediate Frequency) bandwidth가 5.25GHz(4.75~10 GHz)이며, RF 3 dB bandwidth는 58 GHz를 중심으로 6.2 GHz이다. 이때의 변환 손실은 -9.5 dB이며, 7 dB의 NF와 -12.5 dBm의 높은 입력 P1 dB를 보여주고 있다. 이는 60 GHz RF 회로의 저전력화, 저가격화, 그리고 소형화를 통한 WPAN용 이동단말기의 적용 가능성을 입증한다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.220-227
• /
• 2014

이 논문은 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 이용하여 공통모드와 차동모드 피드백 루프를 구현한 Single-Inductor Dual-Output DC-DC Converter 설계에 관한 내용을 제시하고 있다. 제어회로에는 공통모드와 차동모드 피드백 루프를 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 이용하여 동시에 사용하였다. 차동모드 피드백 루프에서 duty를 생성하기 위해서 전류 분배기 회로를 사용하여 공통모드 피드백에 의한 duty에 따라 dead-time이 유동적으로 변하는 톱니파형을 만드는 회로인 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 추가하여 차동모드 피드백 회로를 구성하였다. 0.35um 공정을 사용하여 설계한 SIDO DC-DC Converter는 2.5V 입력으로부터 2.8V와 4.2V의 전압을 출력하며 최대 전력변환 효율은 95%이다. 출력간의 Cross regulation은 출력전류가 2배씩 증가할 경우 Boost1과 Boost2의 출력전압은 각각 3.57%, 4% 수준을 보이고 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.675-680
• /
• 2012

전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 증가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CMS(Condition Monitoring System)는 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력발전기의 너셀에 부착된 가속도 센서로부터의 신호에 대한 FFT 분석을 통해 풍력발전기에서 발생될 수 있는 블레이드의 질량 불평형 및 공력 비대칭의 검출을 가능케 하는 진단기법을 제안하고자 하며 제안된 기법의 유용성 확인을 위해 3W급 소형 풍력발전기에의 적용을 통해 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권3호
• /
• pp.60-68
• /
• 2009

본 논문에서는 HDTV와 같이 고해상도 및 고속의 동작을 동시에 요구하는 고화질 영상시스템 응용을 위한 10비트 200MS/s 65nm CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고속 동작에서 저 전력 소면적 구현에 적합한 4단 파이프라인 구조를 기반으로 설계되었으며, 입력단 SHA 회로에서는 1.2V의 낮은 단일 전원 전압에서도 높은 입력 신호를 처리하기 위해 4개의 커패시터를 기반으로 설계하여 $1.4V_{p-p}$의 입력 신호를 ADC 내부 회로에서는 $1.0V_{p-p}$으로 낮추어 사용할 수 있도록 하였다. 또한 높은 전압이득을 갖는 증폭기를 필요로 하는 SHA와 MDAC1은 출력 임피던스가 감소하는 65nm CMOS 공정의 제약 사항을 극복하기 위해 통상적인 2단 증폭기 대신 3단 증폭기 구조를 기반으로 설계하였으며 200MS/s 높은 동작 속도를 고려하여 RNMC 및 multipath 주파수 보상기법을 추가하여 설계하였다. 전력 소모 최소화를 위해 스위치 기반의 바이어스 전력최소화 기법을 sub-ranging flash ADC에 적용하였고, 기준 전류 및 전압 발생기를 온-칩으로 집적하는 동시에 외부에서도 인가할 수 있도록 하여 시스템 응용에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 65nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 10비트 해상도에서 각각 최대 0.19LSB, 0.61LSB 수준을 보이며, 동적 성능으로는 150MS/s와 200MS/s의 동작 속도에서 각각 54.4dB, 52.4dB의 SNDR과 72.9dB 64.8dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.76mm^2$이며, 1.2V 전원 전압과 200MS/s의 동작 속도에서 75.6mW의 전력을 소모한다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제19권3호
• /
• pp.702-713
• /
• 2019

Multilevel Inverters (MLIs) are widely used in medium voltage applications due to their various advantages. In addition, there are numerous types of MLIs for such applications. However, the diode-less 3-level (3L) T-type Neutral Point Clamped (NPC) MLI is the most advantageous due to its low conduction losses and high potential efficiency. The power circuit of a 3L T-type NPC is derived by the conventional two level inverter by a slight modification. In order to explore the MLI performance for various Pulse Width Modulation (PWM) schemes, this paper examines the operation of a 3L (five level line to line) T-type NPC MLI for various types of Multi-Carriers Pulse Width Modulation (MCPWM) schemes. These PWM schemes are compared in terms of their voltage profile, total harmonic distortion (THD) and conduction losses. In addition, a 3L T-type NPC MLI is also compared with the conventional NPC in terms of number of switches, clamping diodes, main diodes and capacitors. Moreover, the capacitor-balancing problem is also investigated using the Neutral Point Fluctuation (NPF) method with all of the MCPWM schemes. A 1kW 3L T-type NPC MLI is simulated in MATLAB/Simulink and implemented experimentally and its performance is tested with a 1HP induction motor. The results indicate that the 3L T-type NPC MLI has better performance than conventional NPC MLIs.

• 에너지공학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.99-120
• /
• 2017

한국지역난방공사 SS지사에서는 시설용량 전기 99MW, 열 98Gcal/h 규모의 열병합(Combined Heat & Power) 발전소를 구역전기사업으로 운영하고 있다. 이 지역은 경기불황과 수요감소로 하절기 6~9월 사이에 잉여열 처리문제가 발생하여 발전기를 가동하기 곤란한 상황이므로 경제성 있는 에너지 신사업모델 개발이 절실하다. 본 연구에서는 이곳의 실제 운영자료를 기반으로 신재생 에너지 하이브리드 시스템을 도입하여 최적화 운영모델을 개발하고자 한다. 특히 신재생에너지 중에서도 입지제약이 작고 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 연료전지(Fuel Cell)발전과 대표적인 신재생에너지인 태양광(Photovoltaic)발전과 심야발전시 전력을 저장하여 주간에 전력을 방출 할 수 있는 ESS(Energy Storage System)의 조합을 검토하였다. 이에 따른 최적화 모델 선정은 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) 프로그램을 활용하였다. 경제성 분석을 수행한 결과, 순 현재비용(NPC) 측면에서는 기존의 99MW 열병합발전이 가장 경제적이지만 신재생에너지를 사용하여 발생되는 탄소배출권 거래와 REC(Renewable Energy Certificate) 거래를 포함한 측면에서는 99MW의 CHP와 5MW의 연료전지, 521kW의 태양광을 하이브리드 시켜서 전력과 열을 공급하는 것이 99MW의 CHP 열병합발전만으로 전력과 열을 공급하는 것보다 최대 2,475억원 경제적인 것으로 나타났다. 구역전기사업에서 최적화 공정모델로 연료전지와 신재생에너지 하이브리드 시스템을 도입함으로써 경제성을 개선시킬 수 있는 결과를 확인하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제20권6호
• /
• pp.50-55
• /
• 2011

태양전지(Photovoltaic, PV) 모듈의 층간 접착제로 사용된 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 초음파 조사(irradiation)를 이용하여, 선택적으로 분해함으로써 모듈 내 실리콘웨이퍼(Si-wafer)로 제조된 셀(cell)을 분리, 회수하는 연구를 진행하였다. 본 실험에 사용한 초음파 발생장치는 bath-type의 초음파 세척기 (Output: 130 W, Frequency: 40 kHz)로, PV모듈과의 거리는 2 cm로 고정하고 유기용매 종류, 농도, 온도를 조절하면서 EVA 분해 및 셀의 분리 최적 조건을 도출하였다. $55^{\circ}C$, 5M인 조건에서는 용매 종류에 상관없이 160 min 이내에 EVA층의 완전 분해는 가능하였으나, 분해과정 중 발현되는 팽창현상(swelling)에 의해 셀의 일부분이 파손된 상태로 회수되었다. 반면에 $65^{\circ}C$, 5M조건에서는 셀의 파손이 억제된 상태로 회수 가능하였으며, 이는 온도 상승에 의해 EVA 성분의 분해속도가 상승되고, 이로 인해 EVA층의 팽창현상이 발현되기 전에 분해가 일어난 결과라고 판단된다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제47권6호
• /
• pp.6-11
• /
• 2010

태양광발전은 발전 셀의 특성상 태양광의 일사량에 따라 발전량이 달라지며, 태양과 셀 단면이 이루는 각도에 의하여 발전량에 차이를 가져온다. 일사량은 경도와 위도로 분류되는 지구표면의 위치와 계절에 의하여 결정되는 반면, 태양과 발전 셀의 단면이 이루는 각도는 고정된 위치에서 태양광발전 장치의 각도를 가변함으로서 변경가능하다. 실용적인 발전효율 향상 방안으로 태양광 발전 장치의 각도 조절방법이 많이 사용되며, 이를 위한 태양추적장치에 대한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 태양광발전 효율향상을 위한 태양추적시스템에 관한 연구를 진행하였다. 본 연구의 태양추적시스템은 광도전효과(Photo conductive effect)를 이용한 반도체 포토센서를 이용하여 태양의 위치확인을 위한 센서부를 구성하였으며, 센서의 출력신호를 마이크로프로세서를 이용하여 해석하고, 태양을 추적하기위한 구동부 제어신호를 발생시켰다. 태양추적시스템의 성능분석을 위한 태양발전장치(10W)를 제작하였으며, 실험을 통하여 연구에서 설계및제작된 태양추적장치의 유용성을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.109-117
• /
• 2009

본 논문에서는 영구자석형 릴럭턴스 동기 발전기(PMA-RSG : Permanent magnet assisted-synchronous reluctance motor)에 대한 등가 자기 회로를 사용한 해석모델에 대해서 제시하고, 영구자석형 릴럭턴스 동기 발전기의 외형과 고정자 권선 그리고 특성을 결정하기 위해서 영구자석형 릴럭턴스 통기 발전기의 집중변수 모델(LPM : Lumped parameter model)을 제안한다. 집중변수 모델을 통하여 제안된 기기의 회전자 브리지에서 발생되는 자기 포화 현상에 대해서 예측하고, 기기의 성능에 대해서 효과적으로 검토한다. 집중변수 모델은 유한 요소법(FEM : Finite element method)에 비하여 정확하지는 않지만 영구자석형 릴럭턴스 동기 발전기의 자기적인 특성을 분석하는데 있어서 많은 시간이 걸리지 않으며, 초기 회전기기의 시제품 제작과 최적 설계에 있어서도 많은 장점을 가지고 있다. 집중변수 모델과 유한요소법을 통하여 영구자석형 릴럭턴스 동기발전기폭 초기 설계하고, 실제작을 고려하여 기기를 최적화하여 유한 요소법을 이용하여 설계 검증을 한다. 집중변수 모델의 선형 비선형 모델을 위해서 Matlab을 이용하였다. 제안된 영구자석형 릴럭턴스 통기발전기의 정당성을 검증하기 위해서 실제 역기전력 파형을 측정하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권1호
• /
• pp.50-55
• /
• 2008

본 논문에서는 $0.35-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용 $8{\sim}10.9$ GHz 밴드를 갖는 새로운 구조의 LC VCO를 설계 제안하였다. 이 회로 구성은 LC 탱크 기반의 전형적인 NMOS, PMOS cross-coupled 쌍을 병렬로 구성한 새로운 구조로 상보적인 NMOS와 PMOS 꼬리 전류와 같은 MOS cross-coupled쌍과 출력 버퍼로 구성하였다. 본 논문에서 제시한 구조로 설계된 LC VCO는 8GHz에서 10.9GHz까지로 29%의 증가된 튜닝 범위와 6.48mV의 낮은 전력소모를 가지는 것을 확인하였고 이의 core size는 $270{\mu}m{\times}340{\mu}m$, 시뮬레이션을 통한 VCO의 위상잡음은 1MHz와 10MHz offset에서 각각 -117dBc/Hz와 -137dBc/Hz이다. FOM은 10GHz의 중심 주파수으로 부터 1MHz offset에서 -189dBc/Hz를 가진다. 제안한 설계방법은 10Gb/s급의 클럭과 데이터 복원회로 그리고 SONET 통신응용에 매우 유용하다.